CN100497061C - 信号保安方法、信号保安装置和使用它的信号保安系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的信号保安方法和装置提供一种用最小限度的发送机迅速地判断阻塞区间之间的列车移动的方法。具备控制列车的运行的地面列车控制部件；由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信装置；能够向地面列车控制部件发送通过地面通信装置接收到的信息、和接收从地面列车控制部件发送的信息的发送接收机，其中地面通信装置在安装在列车上的车上通信装置接近了的时候，从车上通信装置接收列车的速度，掌握列车的所在位置。
Description
技术领域
本发明涉及通过车辆在铁路和单轨铁路、LRT(轻轨运输线)、AGT(有轨列车)等都市交通等的轨道上移动，来进行运输的运输系统的信号保安。
背景技术
作为检测列车的方法，在使用了安装在地面、车上的作为小型通信装置被使用的发送机等窄频带无线通信装置(以下以发送机为例进行说明)的铁道系统中，通过利用在轨道上分离设置的发送机在地面、车上间进行通信，来确定列车的在、不在。即，是通过利用设置在别的区域的发送机接收车辆ID，来在过去接收到相同的车辆ID的设置区域，通过检测没有列车的检入-检出方式来实施的.它是通过确认存在于某一地点来证明不存在于其他地点的方式.
以下进行具体说明。在车上和地面上设置用来在它们之间进行通信的发送机。阻塞区间是只允许一辆列车存在的区间，在此设置一组发送机(参照专利文献1)。假设，现在列车B为了驶向a站，而等待先行列车A从a站出发。在检入-检出方法中，通过以下的步骤判断在阻塞区间有无列车在线。列车A从a站出发，进入相邻的阻塞区间，但在此并不判断不在a站的阻塞区间，通过设置在b站的发送机检测出到达相邻的阻塞区间，才开始判断为列车不在a站的阻塞区间。即，有列车B接收列车a到达b站而不在a站的阻塞区间的列车不在信息，才开始向a站行进的列车检测方法。
在该方法中，由于在一个阻塞区间只设置一组发送机(在每个列车前后)，所以到到达相邻的站为止，无法判断为不在目前的站的阻塞区间。为了解决该问题，也有采用非专利文献1等所揭示的发送机的结构的情况.就是在阻塞区间的入口和出口分别设置发送机，驶出站的列车通过设置在阻塞区间的入口的发送机迅速地检测进出相邻的阻塞区间的状况。具体地说，驶出a站的列车A通过设置在出站侧的发送机，来确实地检测出进出a站，通过判断为不在a站的阻塞区间，而后续的列车B能够迅速地驶入a站。
专利文献1：特开平3-292255号公报(全部)
非专利文献1：平成13年铁道技术联合会(面向IMTS的闭合控制系统的开发)，pp255～258，2001年发行
上述现有技术有以下问题。在迅速地检测出阻塞区间之间的移动，尽量缩短列车间隔地进行运行的情况下，有必要在阻塞区间的入口和出口分别设置发送机。即，必需有与在一个阻塞区间设置一组发送机的情况下相比2倍的成本。另外，在要只使用一组发送机迅速地检测出阻塞区间之间的移动的情况下，考虑的方法是监视设置在列车后尾的发送机和设置在出站侧的发送机的通信，在它们结束时，判断为列车驶出站，移动到了相邻的阻塞区间。但是，在该方法中，如果通信的结束不明确，与故障无关地通信结束了，而判断为驶出，则会与故障中的停车无关地判断为不在。
另外，即使在明确地判断出通信结束的情况下，由于设置在出站侧的发送机与阻塞区间的边界有一定距离，所以在该区间的列车的存在并不确定。即，由于在通信结束后列车停车的情况下，与在线无关地判断不在，所以在安全上有极大问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种以最小限的发送机迅速地判断阻塞区间之间的列车移动的方法。
在本发明的在地面和车上之间掌握列车的在线位置的信号保安装置中，具备：控制列车的运行的地面列车控制部件；由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信机；能够向上述地面列车控制部件发送通过上述地面通信机接收到的信息、和接收从上述地面列车控制部件发送的信息的发送接收部件，其中上述地面通信机在安装在列车上的车上通信机接近了的时候，从上述车上通信机接收上述列车的速度，上述地面通信机被设置在只允许1台列车存在的阻塞区间的边界，在上述地面通信机和上述车上通信机的通信中，上述地面通信机从上述车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，上述地面列车控制部件在经由上述发送接收部件接收到的列车的上述速度在预先规定的值以上的情况下，输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，并将进行了通信的上述阻塞区间判断为列车不在。
另外，本发明的一种信号保安装置，是在地面和列车之间掌握列车的在线位置的信号保安装置，其特征在于包括：控制列车的运行的地面列车控制部件；由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信机；能够向上述地面列车控制部件发送通过上述地面通信机接收到的信息、和接收从上述地面列车控制部件发送的信息的发送接收部件，其中上述地面通信机在安装在列车上的车上通信机接近了的时候，从上述车上通信机接收上述列车的速度，上述地面通信机被设置在只允许1台列车存在的阻塞区间的边界，在上述地面通信机和上述车上通信机的通信中，上述地面通信机从上述车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，上述地面列车控制部件在经由上述发送接收部件接收到的列车的上述速度在预先规定的值以上，并且从上述地面通信机接收到上述列车的速度后经过了一定时间后，输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，并将进行了通信的上述阻塞区间判断为列车不在.
另外，本发明的一种信号保安方法，是在地面和列车之间掌握列车的在线位置的信号保安方法，其特征在于：在列车通过设置在地面上的、由于接近特定的范围而能够进行信息的通信的地面通信机上时，上述地面通信机从设置在列车上的车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，在接收到的上述列车的速度在预先规定的值以上，并且从上述地面通信机接收到上述列车的速度后经过了一定时间后，从上述地面通信机向上述车上通信机输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号。
另外，在地面和车上之间掌握列车的在线位置的信号保安系统中，具备：控制列车的运行的地面列车控制部件；设置在只允许1台列车存在的阻塞区间的边界，由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信机；能够经由网络与上述地面列车控制部件通信，能够向上述地面列车控制部件发送通过上述地面通信机接收到的信息、和接收从上述地面列车控制部件发送的信息的发送接收部件；安装在上述列车上，能够与上述地面通信机通信的车上通信机，其中上述地面通信机在上述车上通信机接近了的时候，从上述车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，并发送到上述发送接收部件，上述地面列车控制部件在经由上述发送接收部件接收到的列车的上述速度在预先规定的值以上，并且从上述地面通信机接收到上述列车的速度后经过了一定时间后，输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，上述地面通信机将从上述地面列车控制部件接收到的许可信号发送到上述车上通信机
另外，还具有设置在列车上的，检测车轴旋转数，检测速度的速度检测部件。
附图说明
图1是展示本发明的信号保安系统的一个实施例的图。
图2是本发明的车辆内的信号保安系统的一个功能结构图.
图3是展示本发明的车上控制部件的一个结构例子的图。
图4是展示本发明的地面列车控制部件的在线表的一个结构例子的图。
图5是展示本发明的地面列车控制部件的列车在线位置判断的处理流程的图。
图6是展示本发明的在线位置判断处理的一个概念的图。
图7是展示本发明的在线位置判断处理的一个概念的图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的信号保安系统的一个实施例.图1是展示作为对象的信号保安系统的结构图。
信号保安系统由以下部件构成：车辆100；作为用来向地面侧发送该车辆内的信息的车上通信装置101、102的车上通信机；作为能够与车上通信机进行通信的地面通信装置103、104的地面通信机；站台105；管理、控制铁道车辆的运行的地面列车控制部件106；作为网络的控制用LAN108；以及经由网络与地面列车控制部件发送接收信息的发送接收部件的发送接收机109。在车辆100的先头、后尾分别设置了车上通信装置101和车上通信装置102。在站台设置地面通信装置103和地面通信装置104，并将其设置在与车上通信装置101、102对应的位置上，使得在车辆100在站台停车时，在车上通信装置101和地面通信装置103之间、车上通信装置102和地面通信装置104之间分别能够进行通信。地面列车控制部件106通过经由控制用LAN108、发送接收机109，由车上通信装置101、102和地面通信装置103、104在地面列车之间发送接收预先登记的车辆ID(列车的识别编号)，来掌握、管理列车位置，并通过经由控制用LAN108、发送接收机109，从地面通信装置向车上通信装置101、102和车上发送列车的上限速度和代替它的信息(例如停止位置等)，来实施用来保证防止列车间冲撞等的列车控制。
列车位置的掌握就是判断列车是否存在于每个只允许一辆列车存在的阻塞区间107。在本实施例中，假设在一个阻塞区间只存在一站来进行说明，但在站间较长的情况等下，也可以考虑在站间设置多个阻塞区间107。在这种情况下，在没有站台的站间的阻塞区间，也相对于一个阻塞区间逐一地设置地面通信装置103和104.在用来保安的列车控制中，在可以在闲置线区等将列车控制委托给驾驶员的情况下，作为向车上发送的信息，不发送上限速度等用来自动停止列车的信息，而可以考虑发送许可列车向相邻的下一个阻塞区间移动那样的许可信号，例如进入站、从站出发的许可信号等许可信息。
即，在本发明中，地面列车控制部件106在经由发送接收机109接收的列车的速度在预先设置的值以上的情况下，输出许可列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，并将通信了的阻塞区间判断为列车不在。另外，列车控制部件通过如图4所记载的那样的在线表来管理该列车的在线、不在。将在后面详细说明。
另外，也可以在经由发送接收部件接收到的列车的速度在预先规定的值以上，并且从地面通信机接收到列车的速度后经过了一定时间后，输出许可列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号.这时的一定时间是从地面通信机接收到列车的速度时开始到列车通过与相邻的下一个阻塞区间的边界为止的时间。
根据这样的本实施例，由于通过在阻塞区间边界的一侧设置窄频带无线通信装置，能够迅速地检测列车在阻塞区间之间的移动，所以有相对于在阻塞区间的入口和出口侧设置的现有方法，能够使通信装置的导入成本减半的效果。
图2是展示车辆100具有的信号保安系统的功能结构图。
车辆100的信号保安功能由车上控制部件200、发送接收部件201、驱动部件202、速度检测部件203和MMI(人机接口)部件204构成.为了基于地面列车控制部件106进行列车位置的检测，车上控制部件200经由发送接收部件201，通过车上通信装置101和102实时地向地面发送作为车辆100所具有的识别编号的车辆ID、通过检测车轴旋转数的速度发电机等的速度检测部件203检测出的随时变化的车辆速度。
另外，在地面列车控制部件106中，为了根据掌握的列车位置避免列车的冲撞、脱轨等事故，而计算列车应该的上限速度(一定值或对应于距离的速度模式)，并发送到车上。发送的上限速度经由车上通信装置101和/或102被发送接收部件201接收，并发送到车上控制部件200。在地面通信装置103、104和车上通信装置101、102存在于能够通信的区域(数10cm左右)时，才开始进行上述地面、车上间的通信。
图3展示了车上控制部件200的结构。车上控制部件200由制动器控制部件300、车辆ID生成部件301、编码器302和解码器303构成。在车辆ID生成部件301中，生成车辆100具有的独自的车辆ID，通过编码器302变换为通信用协议后，发送到发送接收部件201.另外，通过速度检测部件203检测出的车辆100的速度同样通过编码器302转换为通信用协议，并发送到发送接收部件201。由发送接收部件201传送的上限速度等数据通过解码器303从通信用协议被转换为运算用数据，并发送到制动器控制部件300。在制动器控制部件300对发送的上限速度和由速度检测部件203发送的车辆速度进行比较，在车辆速度超过上限速度的情况下，向驱动部件202发送用来降低速度的制动指令使得成为上限速度以下。驱动部件202对应于发送的制动指令，进行降低速度的处理。另外，由速度检测部件203发送的车辆速度和由发送接收部件201发送的上限速度信息被输出到MMI部件204，由驾驶员进行列车的操作。即，驾驶员生成使在MMI部件204显示的车辆速度不达到上限速度那样的速度指令，并发送到制动器控制部件300。如上所述，在闲置线区中完全由驾驶员进行列车控制的情况下，在MMI部件204上直接显示由发送接收部件201发送的向站台内的进入、出发、向阻塞区间的进入许可信号。
图4展示了地面列车控制部件106所具有的在线表400。
地面列车控制部件106通过从车辆100经由地面通信装置103和104接收车辆ID，来掌握、管理列车的在线位置，在线表400就是为此的管理表。正好准备了阻塞区间107的个数的列，向各个阻塞区间分别分配列车是否在线的“1”、“0”。在图中，展示了在No1和4的阻塞区间中列车在线。
下面，详细说明图5的处理流程所示的基于地面列车控制部件106的列车在线掌握步骤。图6、图7是展示这时列车间的动向的模式图，参照它们进行说明。
在处理S5-1中，判断是否从车上通信装置101和/或车上通信装置102接收到了车辆ID(在此，为#1)。在没有接收到的情况下，由于意味着列车没有到达站台，所以循环进行处理S5-1。如果列车到达了站台，则首先在车上通信装置101和地面通信装置104之间实施通信，接着，在完全到达站台规定位置的时刻，在车上通信装置101-地面通信装置103和车上通信装置102-地面通信装置104之间实施通信，地面列车控制部件106接收车辆ID(#i)。图6的状态1展示了这时的样子。
在图中展示了在列车从对应于a站的阻塞区间移动后，到达a站的样子。列车不在a站的阻塞区间，也不在b站的阻塞区间。如果接收到车辆ID(#i)，则转移到处理S5-2，判断车上通信装置101-地面通信装置103和车上通信装置102-地面通信装置104之间的通信是否结束了。在通信结束了的情况下，转移到S5-3，设置车辆进入的阻塞区间为在线。图6的状态2展示了这时的样子，展示了由于车辆100从a站出发，而车上通信装置101-地面通信装置103和车上通信装置102-地面通信装置104之间的通信结束。
由于出发而进入到b站的阻塞区间，所以设置车辆100进入的阻塞区间即b站的阻塞区间为在线.在通信没有结束的情况下，意味着依然停车在a站的站台，则返回处理S5-2。在处理S5-4，在车上通信装置102-地面通信装置103之间确立通信，判断是否接收到车辆ID(#i)和车辆100的速度(在车上通信装置102-地面通信装置103之间通信时的通过速度)。在确立通信，接收到车辆ID(#i)和通过速度的情况下，转移到处理S5-5。图6的状态3展示了该样子，车上通信装置102正在通过地面通信装置104上，由此，在车上通信装置102-地面通信装置104之间实施通信，将车辆ID(#i)和这时的车辆100的速度发送到地面列车控制部件106。在此发送的车辆100的速度是由速度检测部件203实时地观测的列车的速度，是车上通信装置102通过地面通信装置104上时的速度。
在确立通信，没有接收到车辆ID(#i)和通过速度的情况下，由于意味着状态3中列车没有到达，所以返回处理S5-4。在处理S5-5判断接收到的通过速度是否超过了预先设置的设置值。这时的设置值是车上通信装置102通过地面通信装置104上后，即使进行紧急制动，发生停止或拖轮、轮胎爆胎(单轨铁路、城市交通等)等异常事件，也会确实地超过相邻的阻塞区间(在图中为b站的阻塞区间)的边界的充分的速度。
在通过速度超过了设置的情况下，转移到处理S5-8，设置车辆100出发了的阻塞区间为不在。在此，一定时间是在S5-5中用于与通过速度的比较的设置值(速度)下，从地面通信装置104到通过进入的阻塞区间的边界为止的时间。图6的状态4展示了这时的样子.车辆100完全离开a站的阻塞区间，进入b站的阻塞区间，a站的阻塞区间被识别为不在，b站的阻塞区间被识别为在线。在此，接收到通过速度超过了设置值，由处理S5-8设置b站的阻塞区间为不在，但为了严格地再现列车的状态，在S5-5的处理后，在经过了一定时间后，即早处理S5-5在用于与通过速度的比较的设置值(速度)下从地面通信装置104通过进入的阻塞区间的边界为止的时间后，可以考虑实施处理S5-8。在处理S5-5中，在通过速度没有超过设置值的情况下，转移到处理S5-6。在S5-6在车辆100进入的阻塞区间，在101-104间、101-103间或102-104间的任意一个确立通信，判断是否接收到车辆ID。在确立通信，接收到车辆ID的情况下，转移到S5-7。在没有确立的情况下，返回处理S5-6。在此，在S5-5中，在通过速度未满设置值的情况下，实施检测车辆100进入相邻的阻塞区间的替代方法。
图7是展示这时的处理的概念图。在车辆100通过a站时，在102-103间进行通信，但通过速度没有超过一定速度，如状态2，则与移动到b站的阻塞区间无关地，在a站的阻塞区间中保持在线状态.为了检测出进入到b站的阻塞区间，等待车辆100到达b站，判断为不在a站的阻塞区间。在此，为了确认车辆100到达b站，判断在b站接收到的车辆ID与在a站接收到的车辆ID的一致性.在处理S5-7，在进入的阻塞区间中，判断接收到的车辆ID是否与车辆ID(#i)一致。在一致的情况下，转移到处理S5-8，在不一致的情况下，判断为进入a站阻塞区间的车辆100未到达b站阻塞区间，而是别的列车到达，而将a站阻塞区间保持为在线。在处理S5-8，将车辆100离开的阻塞区间设置为不在。
在此，在通过某阻塞区间中的车上通信装置和地面通信装置间的通信地面通信装置接收到的车辆ID、通过与该阻塞区间相邻的下一个阻塞区间中的车上通信装置和地面通信装置间的通信地面通信装置接收到的车辆ID一致的情况下，地面列车控制部件106判断为列车不在某阻塞区间。
通过本发明，能够提供用最小限度的发送机迅速地判断阻塞区间之间的列车移动的方法。
Claims (9)
1.一种信号保安装置，是在地面和列车之间掌握列车的在线位置的信号保安装置，其特征在于包括：
控制列车的运行的地面列车控制部件；
由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信机；
能够向上述地面列车控制部件发送通过上述地面通信机接收到的信息、和接收从上述地面列车控制部件发送的信息的发送接收部件，其中
上述地面通信机在安装在列车上的车上通信机接近了的时候，从上述车上通信机接收上述列车的速度，
上述地面通信机被设置在只允许1台列车存在的阻塞区间的边界，
在上述地面通信机和上述车上通信机的通信中，上述地面通信机从上述车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，
上述地面列车控制部件在经由上述发送接收部件接收到的列车的上述速度在预先规定的值以上的情况下，输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，并将进行了通信的上述阻塞区间判断为列车不在。
2.一种信号保安装置，是在地面和列车之间掌握列车的在线位置的信号保安装置，其特征在于包括：
控制列车的运行的地面列车控制部件；
由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信机；
能够向上述地面列车控制部件发送通过上述地面通信机接收到的信息、和接收从上述地面列车控制部件发送的信息的发送接收部件，其中
上述地面通信机在安装在列车上的车上通信机接近了的时候，从上述车上通信机接收上述列车的速度，
上述地面通信机被设置在只允许1台列车存在的阻塞区间的边界，
在上述地面通信机和上述车上通信机的通信中，上述地面通信机从上述车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，
上述地面列车控制部件在经由上述发送接收部件接收到的列车的上述速度在预先规定的值以上，并且从上述地面通信机接收到上述列车的速度后经过了一定时间后，输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，并将进行了通信的上述阻塞区间判断为列车不在。
3.根据权利要求2所述的信号保安装置，其特征在于：
上述一定时间是从上述地面通信机接收到上述列车的速度时开始到上述列车通过与相邻的下一个阻塞区间的边界为止的时间。
4.根据权利要求2所述的信号保安装置，其特征在于：
上述地面通信机将上述发送接收部件从上述地面列车控制部件接收到的许可上述列车的移动的许可信号发送到上述车上通信机。
5.根据权利要求2所述的信号保安装置，其特征在于：
上述地面通信机将从上述地面列车控制部件经由上述发送接收部件接收到的上述列车的上限速度信息或用来生成上述上限速度信息的信息发送到上述车上通信机。
6.根据权利要求2所述的信号保安装置，其特征在于：
在通过在某一个阻塞区间中的上述车上通信机和上述地面通信机之间的通信而上述地面通信机接收到的列车的识别信息、通过在与上述阻塞区间相邻的下一个阻塞区间中的上述车上通信机和上述地面通信机之间的通信而上述地面通信机接收到的列车的识别信息一致的情况下，上述地面列车控制部件将上述某一个阻塞区间判断为列车不在。
7.一种信号保安方法，是在地面和列车之间掌握列车的在线位置的信号保安方法，其特征在于：
在列车通过设置在地面上的、由于接近特定的范围而能够进行信息的通信的地面通信机上时，上述地面通信机从设置在列车上的车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，
在接收到的上述列车的速度在预先规定的值以上，并且从上述地面通信机接收到上述列车的速度后经过了一定时间后，从上述地面通信机向上述车上通信机输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号。
8.一种信号保安系统，是在地面和列车之间掌握列车的在线位置的信号保安系统，其特征在于包括：
控制列车的运行的地面列车控制部件；
设置在只允许1台列车存在的阻塞区间的边界，由于接近特定的范围，能够进行信息的通信的地面通信机；
能够经由网络与上述地面列车控制部件通信，能够向上述地面列车控制部件发送通过上述地面通信机接收到的信息、和接收从上述地面列车控制部件发送的信息的发送接收部件；
安装在上述列车上，能够与上述地面通信机通信的车上通信机，其中
上述地面通信机在上述车上通信机接近了的时候，从上述车上通信机接收上述列车的速度和预先登记的上述列车的识别信息，并发送到上述发送接收部件，
上述地面列车控制部件在经由上述发送接收部件接收到的列车的上述速度在预先规定的值以上，并且从上述地面通信机接收到上述列车的速度后经过了一定时间后，输出许可上述列车向相邻的下一个阻塞区间移动的许可信号，
上述地面通信机将从上述地面列车控制部件接收到的许可信号发送到上述车上通信机。
9.根据权利要求8所述的信号保安系统，其特征在于：
具有设置在上述列车上的、检测车轴旋转数从而检测速度的速度检测部件。
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